内容正文:
湖北省2024—2025学年下学期八校期末联考
高二物理试题
本试卷共6页,全卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答:用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将答题卡上交。
一、单项选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分,。在小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合要求,每小题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选或者不选的得0分)
1. 飞力士棒(Flexi-bar)是德国物理治疗师发明的一种物理康复器材,也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒整体结构由中间的握柄,两端负重头,用一根PVC软杆连接,质量为,长度为,棒的固有频率为,如图所示,可以使用双手进行驱动,则下列关于飞力士棒的认识正确的是( )
A 使用者用力越大飞力士棒振动越快
B. 随着手振动的频率增大,飞力士棒振动的幅度一定越来越大
C. 双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动,会产生共振
D. 负重头质量相同,同样材料的PVC杆缩短,飞力士棒的固有频率不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.使用者用力大小影响的是振幅,与振动快慢没有关系。故A错误;
B.随着手振动的频率增大,飞力士棒振动的频率随之增大,但是幅度不一定越来越大。故B错误;
C.双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动,则驱动力的频率为
与飞力士棒的固有频率相等,会产生共振。故C正确;
D.负重头质量相同,同样材料的PVC杆缩短,飞力士棒的固有频率会变。故D错误。
故选C。
2. 如图所示,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb。则( )
A. λa<λb,na>nb B. λa>λb ,na<nb
C. λa<λb ,na <nb D. λa>λb ,na >nb
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,b光的偏折程度较大,根据折射定律可知三棱镜对b光的折射率较大,又因为光的频率越大,介质对光的折射率就越大,故b光的频率大于a光的频率,根据
可知b光的波长小于a光的波长。
故选B。
3. 某化工厂排污管末端安装了如图所示的流量计,测量管由绝缘材料制成,其长为L、直径为D,左右两端开口,在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极,匀强磁场方向竖直向下。污水(含有大量的正、负离子)充满管口从左向右流经该测量管时,a、c两端的电压为U,显示仪器显示污水流量Q(单位时间内排出的污水体积)。则( )
A. a侧电势比c侧电势低
B. 污水中离子浓度越高,显示仪器的示数越大
C. 污水流量Q与U成正比,与L、D无关
D. 匀强磁场的磁感应强度
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.污水中正、负离子从左向右移动,受到洛伦兹力,根据左手定则,正离子向后表面偏,负离子向前表面偏转,所以a侧电势比c侧电势高,故A错误;
BCD.最终正、负离子会在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,有
即
而污水流量
Q·
可知Q与U、D成正比,与L无关,显示仪器的示数与离子浓度无关;匀强磁场的磁感应强度
B
故D正确,B、C错误。
故选D。
4. 如图所示为远距离输电示意图,发电机的输出电压恒为U1、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变,下列表述正确的是( )
A. 若,则用户获得的电压
B. 若用户开启的用电器增多,则升压变压器输出的增大
C. 若用户开启的用电器增多,则输电线消耗的功率增大
D. 若用户开启的用电器增多,则发电机输出的功率减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据变压器原理可得
又
可得
由于输电线上电阻分压作用
所以
故A错误;
B.输入电压恒定,升压变压器的原副线圈匝数比恒定,则则升压变压器输出的不变,故B错误;
CD.当用户的功率增大时,用电器增多,总电阻减小。降压变压器的输出电流增大,则输电线上的电流增大,可知输电线上的消耗功率增加,发电机的输出功率等于输电线消耗功率与用户的功率之和,因此,发电机的输出功率增加,故C正确,D错误。
故选C。
5. 钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3),摩尔质量为M(单位为g/mol),阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉=0.2克,则( )
A. a克拉钻石所含有的分子数为
B. a克拉钻石所含有的分子数为
C. 每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)
D. 每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)
【答案】A
【解析】
【详解】AB.a克拉钻石物质的量(摩尔数)为
所含分子数为
选项A正确,B错误;
CD.钻石的摩尔体积
(单位为m3/mol)
每个钻石分子体积为
设钻石分子直径为d,则
联立解得
(单位为m)
选项CD错误;
故选A。
6. 正确佩戴口罩是日常预防飞沫传播和呼吸道感染的有效途径之一。取一个新的医用防护口罩贴近皮肤一面朝上,平铺在桌面上,往口罩上滴几滴水,水滴没有浸湿口罩,呈椭球形,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 水滴形状的成因与水的表面张力有关,与重力无关
B. 水滴不浸润口罩,换另一种液体,也不会浸润该口罩
C. 若处于完全失重的环境中,水滴将浸湿口罩
D. 水滴与口罩附着层内水分子间距比水滴内部分子间距大
【答案】D
【解析】
【详解】A. 水滴形状的成因与水的表面张力有关,因水滴呈现椭圆形,则与重力也有关,选项A错误;
B. 水滴不浸润口罩,换另一种液体,不一定不会浸润该口罩,选项B错误;
C. 能否浸润是由水与口罩的材料决定的,与是否处于完全失重的环境无关,选项C错误;
D. 水滴与口罩附着层内水分子间距比水滴内部分子间距大,产生表面张力,使液体表面绷紧即减小表面积的作用,选项D正确。
故选D。
7. 如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体( )
A. 内能减少
B. 对外界做正功
C. 增加的内能大于吸收的热量
D. 增加的内能等于吸收的热量
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由于越接近矿泉水瓶口,水的温度越高,因此小瓶上浮的过程中,小瓶内温度升高,内能增加,A错误;
B.在小瓶上升的过程中,小瓶内气体的温度逐渐升高,压强逐渐减小,根据理想气体状态方程
气体体积膨胀,对外界做正功,B正确;
CD.由AB分析,小瓶上升时,小瓶内气体内能增加,气体对外做功,根据热力学第一定律
由于气体对外做功,因此吸收的热量大于增加的内能,CD错误。
故选B。
8. 质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上,如图所示,一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回小车的左端,重力加速度为g,则( )
A. 小球以后将向左做平抛运动
B. 小球将做自由落体运动
C. 此过程小球对小车做的功为Mv02
D. 小球在圆弧轨道上上升的最大高度为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由题可知,小球及小车组成的系统在水平方向动量守恒,当小球返回到小车的左端时,二者类似于弹性碰撞,由于小球与小车的质量相等,二者交换速度,故此时小球的速度为0,小车的速度为,小球在重力的作用下做自由落体运动,故A错误,B正确;
C.根据动能定理可知,小球对小车所做的功,故C正确;
D.设小球在圆弧轨道上升的最大高度为,此时小球与小车水平方向共速,设速度为,系统水平方向动量守恒,则有
根据能量守恒定律可得
联立解得,故D错误。
故选BC。
9. 在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为线圈电阻为.规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向,如图甲所示.磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.则以下说法正确的是
A. 在时间内,I的最大值为
B. 在时间内,I的大小越来越小
C. 前2s内,通过线圈某截面的总电荷量为
D. 第3s内,线圈的发热功率最大
【答案】AC
【解析】
【分析】根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势,就可以解得电流的大小,从而可以判断电流、电量等问题;
【详解】A、根据法拉第电磁感应定律,可以看出B-t图象的斜率越大则电动势越大,所以零时刻线圈的感应电动势最大,即:,根据欧姆定律:,故A正确;
B、在时间内,B-t图象的斜率不变,可知该段时间内电动势不变,即电流大小不变,故选项B错误;
C、通过线圈某一截面的电量,故C正确;
D、第3s内,磁场不变,则磁通量不变,故没有感应电流产生,则线圈不会产生热量,故选项D错误.
【点睛】解决本题的关键是掌握法拉第电磁感应定律,会根据楞次定律判断感应电流的方向,同时掌握求解电量的方法.
10. 一定质量的理想气体,从状态A经B、C变化到状态D的状态变化过程图像如图所示,与横轴平行,与纵轴平行,在同一直线上。已知A状态温度为400K,从A状态至B状态气体吸收了320J的热量,下列说法正确的是( )
A. D状态的温度为225K
B. A状态的内能大于C状态的内能
C. 从A状态至D状态整个过程中,气体对外做功62.5J
D. 从A状态到B状态的过程中,气体内能增加了240J
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A.根据
可解得
TD=225K
选项A正确;
B.因为AC两态的pV乘积相等,则温度相同,即A状态的内能等于C状态的内能,选项B错误;
C.因p-V图像的面积等于功,则从A状态至D状态整个过程中,气体对外做功
选项C正确;
D.从A状态到B状态的过程中,气体吸收了320J的热量,同时气体对外做功
气体内能增加了240J,选项D正确。
故选ACD。
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11. 如图所示,光滑水平平台EF左端有一竖直弹性挡板P,木板丙紧靠平台EF右端放置在光滑水平面MN上,丙的上表面与平台EF处于同一高度。小物块甲和乙放置在平台EF上,甲、乙用细线连接,中间夹一被压缩的轻弹簧,弹簧的压缩量,开始时甲、乙、丙均静止。现烧断细线,甲、乙弹开后随即移走弹簧,乙以一定的速度向左滑动与挡板P发生弹性碰撞后返回,接着甲、乙在平台EF上相碰后粘在一起,在甲、乙滑上木板丙上表面的同时,在木板丙的右端施加一个水平向右的恒力,甲、乙运动中恰好不从木板丙的右端滑落。已知甲、乙在丙上运动的过程中,甲、乙和丙之间因摩擦产生的热量。已知甲、乙、丙的质量分别为,甲、乙与木板丙的上表面之间的动摩擦因数均为,重力加速度g取,求:
(1)在弹簧恢复原长的过程中,甲发生的位移大小;
(2)甲、乙一起滑上木板丙上表面时速度大小;
(3)弹簧开始时的弹性势能。
【答案】(1)0.1m;(2)1.2m/s;(3)3.84J
【解析】
【详解】(1)对甲、乙系统分析,根据动量守恒定律有
该方程在弹簧恢复原长过程每时每刻均成立,则在弹簧恢复原长过程有
则有
在弹簧恢复原长的过程中,两金属球的相对位移大小为x,则有
解得
(2)在甲、乙滑上木板丙后至共速过程,对甲乙
对木板
速度关系
位移差
热量
解之得甲、乙一起滑上木板丙上表面时的速度大小
(3)对甲、乙弹簧恢复原长过程,根据动量守恒定律有
能量守恒得
甲反弹后速率不变,与乙碰撞动量守恒得
解之得
12. 在同一水平面的光滑平行导轨P、Q相距l=1 m,导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d=10 mm,定值电阻R1=R2=12 Ω,R3=2 Ω,金属棒ab的电阻r=2 Ω,其他电阻不计。磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,质量m=1×10-14 kg、电荷量q=-1×10-14 C的微粒悬浮于电容器两极板之间恰好静止不动。取g=10 m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好,且速度保持恒定。试求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)ab两端的路端电压;
(3)金属棒ab运动的速度。
【答案】(1)竖直向下
(2)0.4 V (3)1 m/s
【解析】
【小问1详解】
由于微粒带负电,且在电场中处于平衡状态,故M板应与电源的正极相连,根据右手定则可知,导轨平面的磁场方向应竖直向下;
【小问2详解】
由题可知,设电容器两极板间的电势差,根据平衡条件可得
代入数据解得
结合电路特点可知,定值电阻两端的电压
由欧姆定律可知,电路中的感应电流
故ab两端的路端电压
【小问3详解】
根据闭合电路的欧姆定律可得,产生的感应电动势
又因为
联立代入数据解得
13. 某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。
(1)实验需要以下哪种电源___________;
A.低压直流电源 B.高压直流电源
C.低压交流电源 D.高压交流电源
(2)该同学认真检查电路无误后,先保证原线圈匝数不变,改变副线圈匝数;再保证副线圈匝数不变,改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的,所以,我们实际上测量的是电压的___________值(填“有效”或“最大”)。其中一次多用电表读数如图所示,此时电压表读数为___________;
(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成___________(填“正比”或“反比”),实验中由于变压器的铜损和铁损,导致原线圈与副线圈的电压之比一般___________(填“大于”“小于”或“等于”)原线圈与副线圈的匝数之比。
(4)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为___________。(填字母代号)
A.原、副线圈上通过的电流发热 B.铁芯在交变磁场作用下发热
C.变压器铁芯漏磁 D.原线圈输入电压发生变化
【答案】 ①. C ②. 有效 ③. 7.2V ④. 正比 ⑤. 大于 ⑥. D
【解析】
【详解】(1)[1]探究变压器原、副线圈电压与匝数关系,应选择低压交流电源。
故选C。
(2)[2][3]多用电表测量的交流电压为有效值,不是最大值;多用电表选用的挡位是交流电压的10V挡位,所以应该在0~10V挡位读数,所以读数应该是7.2V。
(3)[4][5]根据可知,理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。实验中由于变压器的铜损和铁损,变压器的铁芯损失一部分的磁通量,所以导致副线圈的电压的实际值一般略小于理论值,所以导致。
(4)[6]原、副线圈上通过的电流发热,铁芯在交变磁场作用下发热,都会使变压器输出功率发生变化,从而导致电压比与匝数比有差别;变压器铁芯漏磁,也会导致电压比与匝数比有差别;原线圈输入电压发生变化,不会影响电压比和匝数比。
故选D。
14. 某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气,温度为27℃时,压强为。
(1)当夹层中空气的温度升至37℃,求此时夹层中空气的压强;
(2)当保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间,求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值,设环境温度为27℃,大气压强为。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题意可知夹层中的气体发生等容变化,根据理想气体状态方程可知
代入数据解得
(2)当保温杯外层出现裂缝后,静置足够长时间,则夹层压强和大气压强相等,设夹层体积为V,以静置后的所有气体为研究对象有
解得
则增加空气的体积为
所以增加的空气质量与原有空气质量之比为
15. 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时,氡气会随气体进入肺脏,氡衰变放出的射线像小“炸弹”一样击肺细胞,使肺细胞受损,从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核Rn发生一次衰变生成新核钋(Po),此过程动量守恒且释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能已知m氡=222.0866u,mα=4.0026u,m钋=218.0766u,1u相当于931MeV的能量。
(1)写出上述核反应方程;
(2)求上述核反应放出的能量;
(3)求粒子的动能Eka。
【答案】(1);(2)6.89MeV;(3)6.77MeV
【解析】
分析】
【详解】(1)根据质量数和电荷数守恒有
(2)质量亏损
解得
=0.0074×931MeV=6.89MeV
(3)设粒子、钋核的动能分别为、Ek钋,动量分别为、p钋,由能量守恒定律得
由动量守恒定律得
0= +p钋
又
故
解得
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湖北省2024—2025学年下学期八校期末联考
高二物理试题
本试卷共6页,全卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答:用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将答题卡上交。
一、单项选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分,。在小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合要求,每小题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选或者不选的得0分)
1. 飞力士棒(Flexi-bar)是德国物理治疗师发明的一种物理康复器材,也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒整体结构由中间的握柄,两端负重头,用一根PVC软杆连接,质量为,长度为,棒的固有频率为,如图所示,可以使用双手进行驱动,则下列关于飞力士棒的认识正确的是( )
A. 使用者用力越大飞力士棒振动越快
B. 随着手振动的频率增大,飞力士棒振动的幅度一定越来越大
C. 双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动,会产生共振
D. 负重头质量相同,同样材料的PVC杆缩短,飞力士棒的固有频率不变
2. 如图所示,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb。则( )
A. λa<λb,na>nb B. λa>λb ,na<nb
C. λa<λb ,na <nb D. λa>λb ,na >nb
3. 某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,测量管由绝缘材料制成,其长为L、直径为D,左右两端开口,在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极,匀强磁场方向竖直向下。污水(含有大量的正、负离子)充满管口从左向右流经该测量管时,a、c两端的电压为U,显示仪器显示污水流量Q(单位时间内排出的污水体积)。则( )
A. a侧电势比c侧电势低
B. 污水中离子浓度越高,显示仪器的示数越大
C. 污水流量Q与U成正比,与L、D无关
D. 匀强磁场的磁感应强度
4. 如图所示为远距离输电示意图,发电机的输出电压恒为U1、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变,下列表述正确的是( )
A. 若,则用户获得的电压
B. 若用户开启的用电器增多,则升压变压器输出的增大
C. 若用户开启的用电器增多,则输电线消耗的功率增大
D. 若用户开启用电器增多,则发电机输出的功率减小
5. 钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3),摩尔质量为M(单位为g/mol),阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉=0.2克,则( )
A. a克拉钻石所含有的分子数为
B. a克拉钻石所含有的分子数为
C. 每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)
D. 每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)
6. 正确佩戴口罩是日常预防飞沫传播和呼吸道感染的有效途径之一。取一个新的医用防护口罩贴近皮肤一面朝上,平铺在桌面上,往口罩上滴几滴水,水滴没有浸湿口罩,呈椭球形,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 水滴形状的成因与水的表面张力有关,与重力无关
B. 水滴不浸润口罩,换另一种液体,也不会浸润该口罩
C. 若处于完全失重的环境中,水滴将浸湿口罩
D. 水滴与口罩附着层内水分子间距比水滴内部分子间距大
7. 如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体( )
A. 内能减少
B. 对外界做正功
C. 增加的内能大于吸收的热量
D. 增加的内能等于吸收的热量
8. 质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上,如图所示,一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回小车的左端,重力加速度为g,则( )
A. 小球以后将向左做平抛运动
B. 小球将做自由落体运动
C. 此过程小球对小车做的功为Mv02
D. 小球在圆弧轨道上上升的最大高度为
9. 在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为线圈电阻为.规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向,如图甲所示.磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.则以下说法正确的是
A. 在时间内,I的最大值为
B. 在时间内,I的大小越来越小
C. 前2s内,通过线圈某截面的总电荷量为
D. 第3s内,线圈发热功率最大
10. 一定质量理想气体,从状态A经B、C变化到状态D的状态变化过程图像如图所示,与横轴平行,与纵轴平行,在同一直线上。已知A状态温度为400K,从A状态至B状态气体吸收了320J的热量,下列说法正确的是( )
A. D状态的温度为225K
B. A状态的内能大于C状态的内能
C. 从A状态至D状态整个过程中,气体对外做功62.5J
D. 从A状态到B状态的过程中,气体内能增加了240J
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11. 如图所示,光滑水平平台EF左端有一竖直弹性挡板P,木板丙紧靠平台EF右端放置在光滑水平面MN上,丙的上表面与平台EF处于同一高度。小物块甲和乙放置在平台EF上,甲、乙用细线连接,中间夹一被压缩的轻弹簧,弹簧的压缩量,开始时甲、乙、丙均静止。现烧断细线,甲、乙弹开后随即移走弹簧,乙以一定的速度向左滑动与挡板P发生弹性碰撞后返回,接着甲、乙在平台EF上相碰后粘在一起,在甲、乙滑上木板丙上表面的同时,在木板丙的右端施加一个水平向右的恒力,甲、乙运动中恰好不从木板丙的右端滑落。已知甲、乙在丙上运动的过程中,甲、乙和丙之间因摩擦产生的热量。已知甲、乙、丙的质量分别为,甲、乙与木板丙的上表面之间的动摩擦因数均为,重力加速度g取,求:
(1)在弹簧恢复原长的过程中,甲发生的位移大小;
(2)甲、乙一起滑上木板丙上表面时的速度大小;
(3)弹簧开始时的弹性势能。
12. 在同一水平面的光滑平行导轨P、Q相距l=1 m,导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d=10 mm,定值电阻R1=R2=12 Ω,R3=2 Ω,金属棒ab的电阻r=2 Ω,其他电阻不计。磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,质量m=1×10-14 kg、电荷量q=-1×10-14 C的微粒悬浮于电容器两极板之间恰好静止不动。取g=10 m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好,且速度保持恒定。试求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)ab两端路端电压;
(3)金属棒ab运动的速度。
13. 某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。
(1)实验需要以下哪种电源___________;
A.低压直流电源 B.高压直流电源
C.低压交流电源 D.高压交流电源
(2)该同学认真检查电路无误后,先保证原线圈匝数不变,改变副线圈匝数;再保证副线圈匝数不变,改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的,所以,我们实际上测量的是电压的___________值(填“有效”或“最大”)。其中一次多用电表读数如图所示,此时电压表读数为___________;
(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成___________(填“正比”或“反比”),实验中由于变压器的铜损和铁损,导致原线圈与副线圈的电压之比一般___________(填“大于”“小于”或“等于”)原线圈与副线圈的匝数之比。
(4)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为___________。(填字母代号)
A.原、副线圈上通过的电流发热 B.铁芯在交变磁场作用下发热
C.变压器铁芯漏磁 D.原线圈输入电压发生变化
14. 某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气,温度为27℃时,压强为。
(1)当夹层中空气的温度升至37℃,求此时夹层中空气的压强;
(2)当保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间,求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值,设环境温度为27℃,大气压强为。
15. 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时,氡气会随气体进入肺脏,氡衰变放出的射线像小“炸弹”一样击肺细胞,使肺细胞受损,从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核Rn发生一次衰变生成新核钋(Po),此过程动量守恒且释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能已知m氡=222.0866u,mα=4.0026u,m钋=218.0766u,1u相当于931MeV的能量。
(1)写出上述核反应方程;
(2)求上述核反应放出的能量;
(3)求粒子的动能Eka。
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